LA MUERTE ESTELAR

1. Parte 1

Muerte Estelar

Nebulosa rodeando una estrella muriendo

¿Por qué mueren las estrellas?

Las estrellas mueren porque se les agota el combustible nuclear. Llega un momento de sus vidas en el que ya no son capaces de seguir fusionando elementos químicos, y por lo tanto no generan energía en forma de radiación.

Betelgeuse

Recordemos que a lo largo de sus vidas, las estrellas se mantienen estables debido a que en su interior hay un equilibrio perfecto entre la fuerza de gravedad de su masa y la fuerza de la radiación debida a la energía generada en las fusiones nucleares. Cuando esta fuerza de radiación desaparece o disminuye, gana la gravedad y la estrella colapsa sobre sí misma.

Veamos cómo es todo el proceso de fusión de elementos en el interior estelar, desde que nacen hasta que agotan su combustible:

Las Pléyades (estrellas jóvenes)

Las estrellas recién nacidas y las jóvenes (las azules), generan toda su energía mediante la reacción de fusión nuclear conocida como “ciclo proton-proton”:

4H ---- > He + γ

Estrella vieja a punto de morir y eyectando parte de su masa al espacio

Luego de miles de millones de años, el Hidrogeno (H) se agota y el elemento más abundante pasa a ser el Helio (He). La estrella comienza a obtener su energía de la fusión de Helio. Esta reacción es conocida como “ciclo triple-alfa”:

3He -> C + y

Llega un momento en el que el He también se agota. Cuando esto sucede, la estrella comienza a fusionar su nuevo elemento más abundante, el Carbono (C).

Cuando se agota el C, se comienza a fusionar Neón. Y así sucesivamente hasta llegar al Hierro (Fe). Las estrellas no son capaces de fusionar elementos más pesados que el Fe, ¿por qué?

La fusión de todos los elementos que en la tabla periódica aparecen antes que el Fe, son reacciones exotérmicas, esto es, reacciones que liberan energía. A partir del Hierro ocurre una inversión: las fusiones son endotérmicas, es decir, consumen energía. Por lo tanto, cuando se forma Fe, la fuerza de radiación comienza a disminuir. A los pocos días, la fuerza gravitatoria es lo suficientemente mayor a la fuerza de radiación como para que se produzca el colapso.

2. Parte 2

Finales posibles de las estrellas

Imagen 1: Nebulosa rodeando a una estrella muriendo

Las estrellas mueren cuando agotan su combustible nuclear. Esto genera un desequilibrio entre la fuerza de radiación y la de gravedad: la fuerza de radiación comienza a disminuir cuando las fusiones en el interior estelar pasan a ser endotérmicas, causando que la fuerza gravitatoria sea mayor y que la estrella colapse sobre sí misma.

Las consecuencias de este colapso dependerán exclusivamente de la masa que la estrella tenga en ese momento.

Imagen 2: Estrella enana blanca rodeada por una nebulosa planetaria

• Estrellas con masas menores a 3 masas solares:

Las capas externas de la estrella son expulsadas al espacio generando un tipo de nebulosa especial, una nebulosa planetaria, en cuyo centro queda el remanente del colapso: una enana blanca.

Imagen 3: Nebulosa del Cangrejo (remanente de supernova)

• Estrellas con masas de entre 3 y 15 masas solares:

El colapso se da hasta el punto en que hay tanta energía y materia acumulada en el centro que la estrella explota. A esta explosión le llamamos supernova. Si la estrella tiene menos de 15 masas solares, después de la explosión de supernova no quedará nada.

Imagen 4: Remanente de supernova con una estrella de neutrones dentro (punto azul).

• Estrellas con masas de entre 15 y 30 masas solares:

También se produce una explosión de supernova, pero en este caso el remanente será una estrella de neutrones.

Imagen 5: Localización del primer agujero negro de la historia capturado en imagen.

Imagen 6: Agujero negro.

• Estrellas con masas mayores a 30 masas solares:

El remanente de la supernova es un agujero negro.

3. Créditos

Prof. Magela Pérez

ILSU Cecilia Prieto

Equipo de traducción ILSU Cecilia Prieto

Edición de videos ILSU Cecilia Prieto

Corrección y revisión: Tca. María Eugenia Rodino

Imágenes: Fuentes:

APOD y ESO Images. https://apod.nasa.gov/apod/archivepix.html

• https://observatorio.info/1996/01/ngc-7027-la-nebulosa-de-una-estrella-moribunda/
  
• https://dailygalaxy.com/2015/10/image-of-the-day-is-the-milky-ways-red-giant-betelgeuse-the-next-big-supernova/
• https://apod.nasa.gov/apod/ap131122.html
• https://www.eso.org/public/france/images/potw1807a/